師范院校大學(xué)生遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

郭明欣　劉佳佳　張笑天　侯琳琳　劉含笑

摘 要

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是遺傳學(xué)理論課的有效補(bǔ)充，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好地掌握所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)也有利于學(xué)生素質(zhì)的全面提高。結(jié)合課程特點(diǎn)和本人多年從事一線遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了初步的探索，包括讓學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)、讓學(xué)生更多地參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、增加部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)課考試制度等措施，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力及其對(duì)遺傳學(xué)的興趣，起到了良好的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;學(xué)習(xí)興趣

中圖分類(lèi)號(hào)： Q3-4;G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.03

0 前言

遺傳學(xué)是大學(xué)本科泛生物專(zhuān)業(yè)非常重要的一門(mén)課程，是研究生物遺傳和變異的學(xué)科，直接探索生命起源和進(jìn)化的機(jī)理。同時(shí)遺傳學(xué)也是一門(mén)緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)學(xué)科，是指導(dǎo)動(dòng)植物育種工作的理論基礎(chǔ)，并與醫(yī)學(xué)保持緊密的聯(lián)系[1]。遺傳學(xué)作為一門(mén)學(xué)科是從“遺傳學(xué)之父”孟德?tīng)栭_(kāi)始的。1857年孟德?tīng)柹窀冈谖挥趭W匈帝國(guó)的一個(gè)修道院里（現(xiàn)在位于捷克布爾諾）開(kāi)始利用豌豆進(jìn)行植物雜交實(shí)驗(yàn)。1866年，孟德?tīng)柊l(fā)表《植物雜交的試驗(yàn)》，認(rèn)為植物的性狀可以穩(wěn)定的傳遞給下一代，并且這些性狀是由遺傳因子控制的。經(jīng)過(guò)八年的雜交實(shí)驗(yàn)加上孟德?tīng)柍錾慕y(tǒng)計(jì)工作，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)三大定律中的兩個(gè)：分離定律和自由組合定律。但由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)水平，還不知道這些控制生物性狀的遺傳因子就是后來(lái)公認(rèn)的基因。20世紀(jì)10年代，美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根通過(guò)對(duì)果蠅的研究，發(fā)表了《基因倫》，認(rèn)為生物的性狀是由基因控制的，基因位于染色體上，并發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)第三大定律：連鎖和交換定律。從此以后，遺傳學(xué)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時(shí)期，從普通遺傳學(xué)中又分化出了分子遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)和數(shù)量遺傳學(xué)。

遺傳學(xué)是一門(mén)理論聯(lián)系實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，每個(gè)理論的發(fā)現(xiàn)與完善，都需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的積累與驗(yàn)證，因此在大學(xué)生生物專(zhuān)業(yè)中，《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》作為一門(mén)課程與理論課《遺傳學(xué)》同等重要?！哆z傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程是我校生命科學(xué)學(xué)院生物科學(xué)、生物技術(shù)、應(yīng)用生物科學(xué)三個(gè)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課。近幾年來(lái)，本人一直從事本校生物科學(xué)專(zhuān)業(yè)《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)工作。在以往的教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)還存在以下問(wèn)題。

1 師范院校遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的難點(diǎn)與問(wèn)題

1.1 教學(xué)方式比較單一

實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是教師對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行講解，學(xué)生只是被動(dòng)地在下面聽(tīng)，很多時(shí)候老師講完了學(xué)生也不知道干什么，積極性不高。而且學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)步驟去做實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有主動(dòng)的思考問(wèn)題，也沒(méi)有和遺傳學(xué)理論相聯(lián)系。

1.2 教學(xué)安排不合理

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，均是老師準(zhǔn)備好一切前期工作。比如植物細(xì)胞有絲分裂的制片和觀察、果蠅形態(tài)觀察及性別鑒定、果蠅唾腺染色體觀察等實(shí)驗(yàn)，因此，實(shí)驗(yàn)老師只好在實(shí)驗(yàn)前做好一切準(zhǔn)備工作，導(dǎo)致學(xué)生的參與感不強(qiáng)，降低了學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)的興趣和積極性，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)聯(lián)系不緊密，沒(méi)有達(dá)到通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生充分理解和掌握課堂教學(xué)內(nèi)容的目的。

1.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能很好地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告大部分都是畫(huà)圖，有的學(xué)生可能存在抄襲現(xiàn)象，覺(jué)得自己的結(jié)果不好，就到網(wǎng)絡(luò)上搜索相應(yīng)的圖片，將其作為自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。而且學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)步驟去做實(shí)驗(yàn)，但是并沒(méi)有主動(dòng)的思考，也沒(méi)有和理論課聯(lián)系起來(lái)。

1.4 缺少分子遺傳學(xué)的綜合實(shí)驗(yàn)

目前，遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)大都以經(jīng)典遺傳學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)為主，而遺傳學(xué)發(fā)展非常迅速，與分子遺傳學(xué)緊密相關(guān)的實(shí)驗(yàn)則涉及較少，實(shí)驗(yàn)課不能很好地反映學(xué)科的發(fā)展，也不利于學(xué)生理解遺傳學(xué)有關(guān)現(xiàn)象的分子基礎(chǔ)。

本人針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)分子生物學(xué)過(guò)程中面臨的困難，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了系列的研究和改革，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動(dòng)性，并使課程更加通俗易懂，學(xué)生容易理解，取得了顯著的教學(xué)效果。

2 遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探

2.1 讓學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)

雖然實(shí)驗(yàn)課涉及的理論知識(shí)相對(duì)較少，但是提前讓學(xué)生做好預(yù)習(xí)一方面加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，另外一方面學(xué)生在自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候能夠加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)與理解，知道為什么這樣做，知道每一步實(shí)驗(yàn)的原理是什么。我們教研室一般在上課前3天將講課的內(nèi)容和幻燈片發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生提前做好預(yù)習(xí)，并適當(dāng)?shù)奶釂?wèn)學(xué)生。與以前相比，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)收到了很好的效果，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候底氣更足，不容易犯一些低級(jí)錯(cuò)誤。

2.2 讓學(xué)生更多地參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備

遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，以往的時(shí)候一般是任課教師將實(shí)驗(yàn)所需東西準(zhǔn)備好，比如飼養(yǎng)果蠅的時(shí)候，由老師將培養(yǎng)基配好，學(xué)生直接做實(shí)驗(yàn);在進(jìn)行根尖壓片實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，由教師將小麥催芽生根后，學(xué)生直接取根進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)這樣的模式，學(xué)生感覺(jué)參與度不高，而且做根尖壓片的時(shí)候，如果一次不成功，需要分批培養(yǎng)幼根，讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)一方面鍛煉了他們的動(dòng)手能力，另外也使實(shí)驗(yàn)更加靈活，不同的學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要隨時(shí)培養(yǎng)幼根。

2.3 增加減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)

本院《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程安排在春季，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r，我們安排學(xué)生利用小麥進(jìn)行植物有性雜交。以往的實(shí)驗(yàn)中，我們只安排了利用根尖壓片觀察植物的有絲分裂，而植物的減數(shù)分裂則沒(méi)有涉及。近兩年來(lái)，我們利用進(jìn)行小麥雜交的實(shí)驗(yàn)材料，在合適的時(shí)候取小麥的花粉，讓學(xué)生觀察減數(shù)分裂的各個(gè)時(shí)期，這樣學(xué)生即對(duì)有絲分裂有了深入的理解，又對(duì)減數(shù)分裂加深了印象。

2.4 增加分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)

遺傳學(xué)經(jīng)過(guò)經(jīng)百年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)分化出多個(gè)分支，比如分子遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)等，而我院過(guò)去的《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程主要集中在經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，比如果蠅突變體的觀察及雜交伴性遺傳實(shí)驗(yàn)、植物根尖壓片實(shí)驗(yàn)、人體若干皮紋的遺傳等，而對(duì)于分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)則幾乎沒(méi)有涉及。針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)課程中存在的這個(gè)問(wèn)題，教研室老師與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的老師進(jìn)行溝通，在與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不重復(fù)的情況下，增加了部分遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。比如SSR分子標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)學(xué)生加深了對(duì)SSR分子標(biāo)記的認(rèn)識(shí)和連鎖交換定律的理解。

2.5 改革實(shí)驗(yàn)課考試制度

以往的實(shí)驗(yàn)課成績(jī)主要取決于學(xué)生的考勤情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及操作技能。后來(lái)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，不能很好地反映學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握情況。經(jīng)教研室?guī)孜焕蠋焻f(xié)商，我們決定降低實(shí)驗(yàn)報(bào)告的平時(shí)成績(jī)，增加實(shí)驗(yàn)課考試部分，將植物根尖壓片和有絲分裂的觀察作為考試的內(nèi)容，讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行小麥種子的催芽生根，取樣，并進(jìn)行一系列的處理后放到冰箱。待到上課時(shí)，學(xué)生利用自己的材料進(jìn)行根尖壓片，根據(jù)學(xué)生的操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況給學(xué)生打分。有絲分裂包括五個(gè)不同時(shí)期：間期、前期、中期、后期和末期。評(píng)定成績(jī)時(shí)，采用扣分的方法。學(xué)生在觀察時(shí)，每發(fā)現(xiàn)一個(gè)時(shí)期向任課老師確認(rèn)觀察到的時(shí)期是否正確，答對(duì)不扣分，回答錯(cuò)誤則扣十分。經(jīng)過(guò)這樣的考試改革，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)更加上心，更加用功，對(duì)課程也充分地做好了預(yù)習(xí)。

3 結(jié)語(yǔ)

遺傳學(xué)是生物學(xué)發(fā)展的支撐學(xué)科，也是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程可以加深學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)理論知識(shí)的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際操作能力和科學(xué)探究精神。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，使其更具科學(xué)性、時(shí)代性、系統(tǒng)性和開(kāi)放性，為生命科學(xué)教育奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱軍.遺傳學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2015.